L'heure solaire est suffisante en
elle-même, cependant il est intéressant de calculer l'heure légale à
partir de l'heure solaire affichée sur le cadran.
Pour cela il faut appliquer en général trois corrections à l'heure solaire affichée sur
le cadran pour obtenir l'heure légale:
- La correction en longitude.
- La correction de l'équation du temps.
- L'ajout
d'une heure en hiver ou 2 heures en été.
Heure légale = heure du cadran + correction en
longitude + correction équation du temps + 1 h en hiver (2 h en été)
Attention, les cadrans solaires intègrent souvent à la
construction l'heure d'hiver et la correction en longitude.
Correction en longitude.
le globe terrestre est divisé en 24 fuseaux
horaires à l'intérieur desquels l'heure 'légale'
reste la même. Dans chaque fuseau horaire la
longitude varie de 15° (relativement de - 7.5° à + 7.5°
par rapport au centre du fuseau).
360° => 24 heures
15° => 1 heure
1° => 4 minutes
Au centre du fuseau horaire, le temps civil (heure légale) est égal au
temps solaire moyen. Pour les autres endroits du
fuseau il faut faire une correction en longitude de
4 minutes par degré de longitude.
Pour la France le centre du fuseau
horaire est celui de Greenwich (0° de longitude), Nice est à une longitude de 7° 15' Est
par rapport au centre du fuseau, ce qui donne une correction de 29 minutes. Le Soleil
se lève et se couche 29 minutes plus tôt à Nice qu'à Greenwich.
Exemple de correction en longitude:
Un autre exemple, Montréal au Canada,
se trouve à une
longitude de 73,5º ouest, soit 1,5º à l'est du centre du
fuseau (75°), ce qui donne une correction de 6 minutes. Le Soleil se
lève et se couche 6 minutes plus tôt à Montréal qu'au centre du
fuseau horaire.
Correction de l'équation du temps.
La rotation de la terre sur elle-même sur un axe
incliné et sa trajectoire elliptique autour du soleil font que la durée
entre deux passages du soleil au méridien local n'est pas constante.
Les légères différences de durée
journalière (inférieures à 30 secondes) entre le
midi moyen (temps civil local) et le midi vrai (au
Soleil) s'accumulent et le
décalage peut s'annuler ou atteindre un maximum de plus ou moins 16
minutes. La conséquence essentielle est qu'au cours
de l'année, l'instant du passage du Soleil au
méridien (le midi solaire) se décale lentement jour
après jour par rapport au midi indiqué par une
horloge parfaitement réglée.
Ces deux particularités du mouvement de la terre
autour du soleil:
- axe de rotation de la Terre n'est pas
perpendiculaire au plan de son orbite, mais
incliné
- orbite n'est pas un cercle, mais une
ellipse dont le Soleil occupe un des foyers
font que la durée d'une
heure solaire n'est pas constante au cours de
l'année et que ces imperfections doivent être
corrigés par l'équation du temps.
La figure ci-dessous représente la courbe de
l'équation du temps (en rouge), somme de l'équation de
l'Ellipticité
(en bleu) et de l'obliquité (en vert). Elle indique la différence entre le Soleil «
vrai » indiqué par le cadran et un Soleil « moyen »
donné une horloge parfaitement réglée.
L’équation du temps s’annule quatre fois par an, aux environs du 15
avril, 13 juin, 1 septembre et 25 décembre. Elle atteint son minimum
(-16 minutes 28 secondes) le 5 novembre et son maximum (14 minutes
15 secondes) le 11 février. Cette courbe est valable pour 200
ans à quelques secondes près.
Par rapport à l'heure solaire "vraie" qui vaut midi lorsque le soleil
passe au méridien, il faut opérer la correction indiquée par l'équation
du temps pour obtenir l'heure "du temps civil local".
Autrement dit, pour passer de l'heure lue sur un
cadran solaire à l'heure solaire moyenne (heure
civile), il faut appliquer la correction de
l'équation du temps.
Exemples de correction :
|
1
février |
+ 13 mn |
|
15 avril
|
0 mn |
|
5 août
|
+
06 mn |
|
13 juin
|
0 mn |
|
16 septembre
|
- 04 mn |
|
1 septembre |
0 mn |
|
1 octobre
|
- 10 mn |
|
25 décembre |
0 mn |
|
11 février |
+ 14mn |
|
5 novembre |
- 16 mn |
